JPH09236740A - 撮影レンズ系 - Google Patents

撮影レンズ系

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JPH09236740A
JPH09236740A JP8043276A JP4327696A JPH09236740A JP H09236740 A JPH09236740 A JP H09236740A JP 8043276 A JP8043276 A JP 8043276A JP 4327696 A JP4327696 A JP 4327696A JP H09236740 A JPH09236740 A JP H09236740A
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JP
Japan
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lens
group
distance
object side
lens system
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JP8043276A
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Yoshinobu Kudo
吉信 工藤
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影距離が無限遠から近接までの広い範囲に
わたって、焦点はずれ像が改良された実用的な撮影レン
ズ系を提供する。 【解決手段】 物体側から順に、物体側に凸面を向けた
正メニスカス形状の第1レンズL1、物体側に凸面を向
けた正メニスカス形状の第2レンズL2、物体側に凸面
を向けた負メニスカス形状の第3レンズL3、絞りA、
後述するアポダイゼイションフィルターF、両凹形状の
第4レンズL4、両凸形状の第5レンズL5からなる第
1群Gr1と、両凸形状の第6レンズL6からなる第2
群Gr2と、から構成される。m1,m2は、無限遠合
焦状態から近接撮影距離合焦状態へフォーカシングする
際の第1群及び第2群の移動を模式的に表している。こ
の撮影レンズ系は、無限遠合焦状態から近接合焦状態へ
フォーカシングする際、第1群Gr1と第2群Gr2との
間隔d13を広げながら全系を物体側へ移動させて、近
距離収差補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、撮影レンズ系、さ
らに詳しくはカメラの撮影レンズとして好適な、近接距
離収差補正(いわゆるフローティング)機構を有する撮
影レンズ系に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、撮影レンズ系の性能は、焦点面
での結像性能により評価されている。このため従来よ
り、撮影レンズ系では、結像性能を向上させるべく諸収
差の補正に関して数多くの提案が行われている。
【0003】しかしながら、カメラの撮影レンズとして
使用される撮影レンズ系の場合、結像性能だけでなく、
焦点はずれ像の見え方も非常に重要である。例えば、画
像の中心に人物を配したポートレート写真や近接撮影さ
れた花の写真等では、主要な被写体以外の背景となる部
分の焦点はずれ像の見え方により写真画像の印象が大き
く左右されることになる。
【0004】このような焦点はずれ像の見え方として
は、例えば、ポートレート写真における頭髪を例にした
場合、頭髪がススキの穂のように幅広くボケる状態、1
本の頭髪が2本あるかのようにボケる状態(2線ボケと
も呼ばれる)、頭髪の芯を残しつつ全体にふわりとボケ
る状態など様々な状態が知られているが、3番目に示し
た全体にふわりとボケる状態が良好であるとされてい
る。
【0005】特に、撮影倍率が1/4〜1/2程度のマ
クロレンズを用いて、近接被写体を撮影する場合、主要
な被写体以外の背景は、ほとんどの場合焦点はずれ像と
なるので、焦点はずれ像の見え方は特に重要である。
【0006】焦点はずれ像の改良を目的としたレンズ系
としては、米国特許3,843,235号公報に、光軸中心から
光軸と垂直な方向に離れるに従って次第に透過光量が減
少するように構成されたフィルター(アポダイゼイショ
ンフィルター)を配置したレンズ系が提案されおり、物
体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズ、絞り、アポダ
イゼイションフィルター、両凸レンズから成るトリプレ
ット構成のレンズ系の例が開示されている。この公報に
記載されたレンズ系によれば、アポダイゼイションフィ
ルターにより焦点はずれ像の強度分布が改変(以下、こ
のような効果をアポダイゼイションという)されて、焦
点はずれ像が改良されるとしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されたレンズ系は、無限遠合焦状態の焦点はず
れ像の改良の効果を提案しているものの、アポダイゼイ
ションフィルターを有する構成において、フォーカシン
グの際のレンズ群の移動については提案されていない。
【0008】本発明は、上記課題に鑑み、撮影距離が無
限遠から近接までの広い範囲にわたって、焦点はずれ像
が改良された撮影レンズ系を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の撮影レンズ系は、複数のレンズ群
と、前記複数のレンズ群のいずれかに配置された絞り
と、前記絞り近傍に配置されたアポダイゼイションフィ
ルターと、を有する撮影レンズ系であって、無限遠合焦
状態から近接撮影距離合焦状態へのフォーカシングに際
して、少なくとも1つのレンズ群間隔を変化させながら
全系を物体側に移動させることを特徴とする。
【0010】また、請求項2記載の撮影レンズ系は、物
体側から順に、第1群と、第2群と、からなり、前記第
1群に、絞りと該絞り近傍に配置されたアポダイゼイシ
ョンフィルターとを備えた撮影レンズ系であって、無限
遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へのフォーカシン
グに際して、前記第1群と前記第2群との間隔を広げな
がら、全系を物体側に移動させることを特徴とする。
【0011】また、請求項3記載の撮影レンズ系は、物
体側から順に、第1群と、第2群と、第3群と、からな
り、前記第1群あるいは前記第2群のいずれか一方に、
絞りと該絞り近傍に配置されたアポダイゼイションフィ
ルターとを備えた撮影レンズ系であって、無限遠合焦状
態から近接撮影距離合焦状態へのフォーカシングに際し
て、前記第1群と前記第2群との間隔を狭め、前記第2
群と前記第3群との間隔を広げながら、全系を物体側に
移動させることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した撮影レン
ズ系を図面を参照しつつ説明する。 [実施形態の撮影レンズ系のレンズ配置]図1〜図5
は、第1〜5の実施形態の撮影レンズ系のレンズ構成図
に対応し、無限遠合焦状態でのレンズ配置を示してい
る。第1〜第5実施形態の撮影レンズ系は、何れもレン
ズ群中に後述するアポダイゼイションフィルターを配置
し、無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へフォー
カシングする際、少なくとも1つのレンズ群間隔を変化
させながら全系を物体側に移動させる近距離収差補正、
いわゆるフローティングを行う撮影レンズ系である。図
1〜図5に示した矢印m1〜m3は、図示の無限遠合焦
状態から最近接撮影距離合焦状態へフォーカシングする
際の、各レンズ群の移動の様子を模式的に示したもので
ある。
【0013】第1の実施形態の撮影レンズ系は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
1レンズL1、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第2レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカス
形状の第3レンズL3、絞りA、後述するアポダイゼイ
ションフィルターF、両凹形状の第4レンズL4、両凸
形状の第5レンズL5からなる第1群Gr1と、両凸形
状の第6レンズL6からなる第2群Gr2と、から構成
される。第1の実施形態の撮影レンズ系は、無限遠合焦
状態から近接撮影距離合焦状態へフォーカシングする
際、第1群Gr1と第2群Gr2との間隔(図1では軸上
面間隔d13に対応)を広げながら全系を物体側へ移動
させて、近距離収差補正を行っている。
【0014】第2の実施形態の撮影レンズ系は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
1レンズL1、両凸形状の第2レンズL2、両凹形状で
物体側面を第2レンズL2の像側と接合してなる第3レ
ンズL3、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第
4レンズL4、絞りA、後述するアポダイゼイションフ
ィルターF、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の
第5レンズL5、両凸形状の第6レンズL6からなる第
1群Gr1と、両凸形状の第7レンズL7からなる第2
群Gr2と、から構成される。第2の実施形態の撮影レ
ンズ系は、無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へ
フォーカシングする際、第1群Gr1と第2群Gr2との
間隔(図2では軸上面間隔d14に対応)を広げながら全
系を物体側へ移動させて、近距離収差補正を行ってい
る。
【0015】第3の実施形態の撮影レンズ系は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
1レンズL1、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第2レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカス
形状の第3レンズL3からなる第1群Gr1と、絞り
A、後述するアポダイゼイションフィルターF、両凹形
状の第4レンズL4、両凸形状の第5レンズL5からな
る第2群Gr2と、両凸形状の第6レンズL6からなる
第3群Gr3と、から構成される。第3の実施形態の撮
影レンズ系は、無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状
態へフォーカシングする際、第1群Gr1と第2群Gr2
との間隔(図3では軸上面間隔d6に対応)を狭め、かつ
第2群Gr2と第3群Gr3との間隔(図3では軸上面間
隔d13に対応)を広げながら全系を物体側へ移動させ
て、近距離収差補正を行っている。
【0016】第4の実施形態の撮影レンズ系は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
1レンズL1、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第2レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカス
形状の第3レンズL3からなる第1群Gr1と、絞り
A、後述するアポダイゼイションフィルターF、両凹形
状の第4レンズL4、両凸形状の第5レンズL5、両凸
形状の第6レンズL6からなる第2群Gr2と、両凹形
状の第7レンズL7、物体側に凸面を向けた負メニスカ
ス形状の第8レンズL8、両凸形状の第9レンズL9か
らなる第3群Gr3と、から構成される。第4の実施形
態の撮影レンズ系は、無限遠合焦状態から近接撮影距離
合焦状態へフォーカシングする際、第1群Gr1と第2
群Gr2との間隔(図4では軸上面間隔d6に対応)を狭
め、かつ第2群Gr2と第3群Gr3との間隔(図4では
軸上面間隔d15に対応)を広げながら全系を物体側へ
移動させて、近距離収差補正を行っている。
【0017】第5の実施形態の撮影レンズ系は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
1レンズL1、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第2レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカス
形状の第3レンズL3、絞りA、後述するアポダイゼイ
ションフィルターF、両凹形状の第4レンズL4、両凸
形状の第5レンズL5、両凸形状の第6レンズL6から
なる第1群Gr1と、両凹形状の第7レンズL7、物体
側に凸面を向けた負メニスカス形状の第8レンズL8、
両凸形状の第9レンズL9からなる第2群Gr2と、か
ら構成される。第5の実施形態の撮影レンズ系は、無限
遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へフォーカシング
する際、第1群Gr1と第2群Gr2との間隔(図5では
軸上面間隔d15に対応)を広げながら全系を物体側へ
移動させて、近距離収差補正を行っている。
【0018】上記各実施形態は、いずれも撮影レンズ系
中にアポダイゼイションフィルターを配置している。な
お、アポダイゼイションフィルターは、各図において、
1枚の平板として図示している。このアポダイゼイショ
ンフィルターの詳細な構成については後述する。
【0019】近接被写体に対する結像状態では、絞りよ
り像側の正のレンズ群へ入射する軸上光束の入射高が高
くなり、球面収差が大きくアンダーになる傾向がある。
また、軸外光束は無限遠合焦状態の場合よりも各レンズ
群の光軸近傍の低い位置を通過するため、外方性のコマ
収差を発生させる。
【0020】これらの近接被写体に対する結像状態に特
有の諸収差を補正するためには、適切な軸上面間隔を補
正してフローティングを行い、近接撮影距離で発生する
収差の変動を抑制する必要がある。
【0021】上記第1,第2及び第5の実施形態の撮影
レンズ系では、物体側から順に、第1群と、第2群と、
からなり、前記第1群に、絞りと該絞り近傍に配置され
たアポダイゼイションフィルターとを備えた撮影レンズ
系において、無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態
へのフォーカシングに際して、前記第1群と前記第2群
との間隔を広げるフローティング機構を採用している。
【0022】このような、フローティング機構を採用す
ることにより、アポダイゼイションフィルターを有する
撮影レンズ系においても、近接撮影距離で発生する収差
を良好に補正することができ、無限遠合焦状態から近接
撮影距離合焦状態の広い範囲にわたって、焦点はずれ像
が改良された実用的な撮影レンズ系を実現することがで
きる。
【0023】また、上記第3及び第4の実施形態の撮影
レンズ系では、物体側から順に、第1群と、第2群と、
第3群と、からなり、第2群の最も物体側に、絞りと該
絞り近傍に配置されたアポダイゼイションフィルターと
を備えた撮影レンズ系において、無限遠合焦状態から近
接撮影距離合焦状態へのフォーカシングに際して、前記
第1群と前記第2群との間隔を狭め、前記第2群と前記
第3群との間隔を広げるフローティング機構を採用して
いる。
【0024】このような、フローティング機構を採用す
ることにより、先の各実施形態の場合と同様に、アポダ
イゼイションフィルターを有する撮影レンズ系において
も、近接撮影距離で発生する収差を良好に補正すること
ができ、無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態の広
い範囲にわたって、焦点はずれ像が改良された撮影レン
ズ系を実現することができる。
【0025】また、この第3及び第4の実施形態の撮影
レンズ系は、3群構成であるため、2群構成の第1,第
2及び第5の実施形態の撮影レンズ系よりも、より高い
倍率まで、近距離収差を補正することができる。そのた
め、2群構成の場合よりも撮影倍率が大きい領域におい
ても使用することができる。
【0026】なお、第3及び第4の実施形態は、アポダ
イゼイションフィルターを、いずれも第2群に配置した
実施形態であるが、アポダイゼイションフィルターを第
1群に配置しても、同一の効果を得ることができる。
【0027】[焦点はずれ像改良方法の原理]次に、焦
点はずれ像改良の原理について図面を参照して説明す
る。図6は、焦点はずれ像の説明を行うための模式図で
ある。図6において、Pは点光源、Lは光軸対称の円形
開口を有する無収差のレンズ系Lを示している。点光源
Pは、レンズ系Lにより、共役な焦点面で点像P'を形
成する。また、焦点面から光軸方向にΔだけ離れた面S
では、大きさのある焦点はずれ像P''を形成する。
【0028】なお、実際の撮影の際の結像関係は、点光
源Pとレンズ系Lとの距離が変化することにより、像面
上の点像P'が焦点はずれ像P''となるが、以下の説明
では、簡単のために点光源Pの光軸上の位置を固定し、
点像P'を含む焦点面に対して平行な面Sにおける焦点
はずれ像P''について議論することとする。
【0029】レンズ系Lの開口の透過率分布が一定であ
る場合、すなわち、図7に示すように光軸から開口の有
効半径h1までの範囲で透過率τ(h)が一定値である場合
には、像面S上での点光源Pの像P''は強度が一様であ
る錯乱円となる。
【0030】一方、レンズ系Lの開口に、図8に示すよ
うな光軸中心から光軸と垂直な方向に離れるに従って透
過率τ(h)が減少し、有効半径h1で0となるような吸収
を与えた場合、像面S上での点光源Pの像P''は強度分
布が透過率分布と相似する円形像となる。すなわち、透
過率τ(h)が図8のような分布を有する場合、点光源P
の焦点はずれ像P''は、光軸近傍の中心が明るく、周辺
にいくに従って強度が減少した像となる。
【0031】一般の被写体は、輝度の異なる点光源の集
合体と考えられるため、開口の透過率τ(h)が図8のよ
うな分布を有するレンズ系の焦点はずれ像は、中心に芯
を残しつつふわりとボケることになり、良好な焦点はず
れ像を得ることができる。以上が、アポダイゼイション
による焦点はずれ像の改良の原理である。
【0032】アポダイゼイションの特徴としては、その
焦点はずれ像に対する効果が面Sの位置、デフォーカス
量、前ボケ後ボケ、等を問わないことが挙げられる。す
なわち、図6からも明らかなように、面Sがいずれの位
置にあっても、点光源Pの焦点はずれ像P''は、レンズ
系Lの有効径を透過するかぎり、光軸近傍の中心が明る
く、周辺にいくに従って強度が減少した像となる。
【0033】さらに、アポダイゼイションによる焦点は
ずれ像の改良について、レスポンス関数を用いて説明す
る。図9は、レンズ系の開口が、以下の式(A)で表さ
れるような一定の透過率τ(h)を有する場合(a)と、
以下の式(B)で表されるような光軸中心から光軸と垂
直な方向に離れるに従って減少する透過率τ(h)を有す
る場合(b)とにおいて、焦点面からΔだけ離れた面で
の焦点はずれ像のレスポンス関数を示すグラフである。 τ(h)=1・・・・・(A) τ(h)=1ーh2・・・・・(B) また、図9のグラフにおいて、横軸は空間周波数s、縦
軸は空間周波数s=0でレスポンスが1となるように正
規化したレスポンス値を表す。
【0034】レスポンス関数は、OTF(optical trans
fer function)とも呼ばれ、被写体のスペクトルと像の
スペクトルとの間の周波数伝達特性を示すものである。
焦点はずれ像のレスポンス関数は、瞳での焦点はずれに
よる波面収差を計算し、瞳関数を求めた後、この瞳関数
から点像強度分布を求め、さらにこの点像強度分布をフ
ーリエ変換することにより導出される。
【0035】図9のグラフからも分かるように、レンズ
系の開口の透過率が一定の値である場合のレスポンス関
数は、空間周波数の低周波成分において急激に減少した
後、空間周波数s=s1近傍で一旦負の値を採り、さら
に空間周波数s=s2近傍で正の値となる特性(a)を
示している。
【0036】一方、レンズ系の開口の透過率が光軸中心
から光軸と垂直な方向に離れるに従って減少する場合の
レスポンス関数は、空間周波数の低周波成分においてゆ
るやかに単調減少し、空間周波数s=s2近傍でわずか
に負の値をとった後、再び正の値となる特性(b)を示
している。
【0037】一般に、空間周波数の低周波成分は像の概
略構成を形成し、高周波成分は低周波成分により形成さ
れた像の概略構成を修正する作用を有する。また、レス
ポンス関数が負の値をとる状態は偽解像と呼ばれ、実際
の画像では黒い部分が白くなり、白い部分が黒くなるネ
ガポジ反転の現象が発生している状態に相当する。
【0038】透過率が一定である(a)の特性に基づく
画像は、低周波成分の減少が大きく、像の概略構成があ
まり再現されていないと考えられる。また、空間周波数
s=s1近傍の負の値となる範囲が大きいため、偽解像
の状態となる空間周波数範囲が広い。さらに、高周波成
分でのレスポンス関数の振動が顕著であることから、非
常に不自然な像を形成しているといえる。
【0039】一方、光軸から離れるに従って透過率が減
少する(b)の特性に基づく画像は、低周波成分の減少
が小さく、像の概略構成がより再現されている。また、
偽解像の範囲も小さく、高周波成分でのレスポンス関数
の振動も小さい。
【0040】以上より、光軸中心から光軸と垂直な方向
に離れるに従って透過率が減少するような開口を有する
レンズ系の場合、一定の透過率の開口のレンズ系より
も、焦点はずれ像での画像の骨組みがはっきりしてお
り、また自然にボケているということができる。換言す
れば、レスポンス関数が(b)の特性を有するレンズ系
の焦点はずれ像は、中心に芯を残しつつふわりとボケて
いる状態であるといえる。
【0041】このように、レスポンス関数の面からも、
アポダイゼイションにより、焦点はずれ像が改良されて
いることが分かる。
【0042】[アポダイゼイションフィルター]次に、
アポダイゼイションフィルターについて説明する。上述
した第1〜第5の実施形態で使用しているアポダイゼイ
ションフィルターは、光吸収を有する物質(NDガラ
ス)を使用して製作されている。
【0043】一般に、光束がレンズを透過する場合、レ
ンズの表面反射による影響を無視すれば、透過光強度I
は以下の式(C)で表される。 I=I0・exp(−αt)・・・・・(C) ただし、 I0:入射光強度、 α:吸収係数、 t:レンズの厚さ、 である。
【0044】上記式(C)において、吸収係数αはレン
ズ媒質により決定される定数であるから、一定強度の入
射光に対する透過光強度Iは、レンズの厚みのみにより
決定されることになる。
【0045】この特性を利用して、光軸中心から光軸と
垂直な方向に離れるに従って透過率が減少するような吸
収を有するレンズを製作することができる。すなわち、
図10に示すように、吸収係数αが大きなレンズ材料を
用いて、平凹形状のレンズを製作すれば、そのレンズは
光軸中心から光軸と垂直な方向に離れるに従って厚みが
増大するので、レンズの中心から周辺に向かって吸収を
有するレンズとなる。
【0046】以下、このような、平凹形状のレンズの透
過率分布を示す。図10において、レンズの凹面の曲率
半径をr、光軸から高さhでのレンズの厚みをtとすれ
ば、厚みtは幾何学的な計算から以下の式(D)で表さ
れる。 t=r−√(r2−h2)・・・・・(D) 上記式において、rと比較してhが小さいとして二項展開
すれば、厚さtは、以下の式(E)に近似できる。 t≒h2/2r・・・・・(E) これを(C)式に代入すれば、以下の式(F)を得る。 I(h)=I0・exp(−α・h2/2r)・・・・・(F) 透過率τ(h)は、入射光強度I0と透過光強度Iとの比で
あるから、以下の式(G)得る。 τ(h)=I(h)/I0=exp(−α・h2/2r)・・・・・(G) 上記式(G)は、ガウス分布を示している。図10のよ
うな平凹レンズを実際に製作した場合、上記式(E)に
おいて、二項展開による近似を行っているため、完全な
ガウス分布とはならず、ガウス分布からわずかに外れた
略ガウス分布となる。すなわち、図10のような平凹形
状のレンズを、吸収係数αの媒質で作成すれば、透過率
τ(h)は略ガウス分布となることがわかる。
【0047】図6において、レンズ系Lの透過率τ(h)
が略ガウス分布である場合、前述したように面Sに形成
される点光源Pの焦点はずれ像P''の強度分布も、透過
率分布と相似した略ガウス分布となる。
【0048】ところで、ガウス分布のフーリエ変換は負
の値を持たないことが知られている。したがって、ガウ
ス分布である焦点はずれ像P''の点像強度分布をフーリ
エ変換したレスポンス関数は、正の値のみを有すること
になる。
【0049】上述の平凹レンズは、略ガウス分布の透過
率を有しているため、この平凹レンズを含むレンズ系に
おいては、焦点はずれ像のレスポンス関数は正の値を採
る部分が大部分となり、偽解像が発生する空間周波数の
範囲が非常に小さい。また、レスポンス関数も単調減少
となることから、自然な焦点はずれ像を得ることができ
る。
【0050】以上のように、NDガラスを使用すること
により、アポダイゼイションの効果を得ることができる
レンズを製作することができる。しかしながら、(G)
式からも分かるように、透過率τ(h)は平凹形状のレン
ズの凹面の曲率半径の関数であるため、所望の透過率分
布を得るためには曲率半径の値は、制限されてしまう。
このことは、光学系の設計上の自由度を大きく制限する
ことになり、好ましくない。
【0051】そこで、第1〜第5の実施形態では、前述
の平凹レンズの凹面と曲率半径が同じ凸面を有する平凸
レンズを用いて凹面と凸面とを接合することにより、ア
ポダイゼイションフィルターとしている。このような平
凸レンズの材料は、平凹レンズと屈折率,アッベ数が同
一で、ただ吸収係数のみが異なるガラスを材料とするこ
とが望ましい。平凹レンズと平凸レンズとの屈折率,ア
ッベ数が同一であれば、両者の接合面で光束が屈折され
ることがなく、アポダイゼイションフィルターは、透過
率分布のみを与える平板フィルターとして取り扱うこと
ができる。
【0052】以下の表に、アポダイゼイションフィルタ
ーを作成した実施例を示す。また、図11に実施例のア
ポダイゼイションフィルターの断面図を示す。図11
中、アポダイゼイションフィルターは、平凹レンズ1と
平凸レンズ2とを接合してなり、有効半径は15.5m
mである。さらに、図12のアポダイゼイションフィル
ターの透過率τ(h)の設計データのグラフを示す。
【0053】
【表1】
【0054】なお、アポダイゼイションフィルターは、
上記構成の他に、透明ガラス平板に所定の分布を有する
ように吸収物質を蒸着したり、透明ガラス平板に感光材
料を塗布して所定の濃度となるように露光したりするこ
とによっても得ることができる。これらの方法で作成さ
れたアポダイゼイションフィルターは、フィルターの厚
みを薄くすることができるというメリットを有してい
る。しかしながら、これらの方法により作成されたアポ
ダイゼイションフィルターは、吸収物質及び感光材料の
膜圧が透過率分布に従って入射高によって異なるため光
束の位相変化が発生するという欠点がある。また、光束
は吸収物質及び感光材料により散乱されたり、反射され
たりする問題も発生する。
【0055】[撮影レンズ系が満足すべき条件]次に、
本発明にかかる撮影レンズ系が満足すべき条件について
説明する。 0.1<φf/φ<2.0・・・・・(1) ただし、 φf:第1群の屈折力、 φ:全系の屈折力、 である。
【0056】条件式(1)は、物体側から順に、第1群
と、第2群と、からなり、前記第1群に、絞りと該絞り
近傍に配置されたアポダイゼイションフィルターとを備
えた撮影レンズ系であって、第1群と第2群との間隔を
変化させて全系を物体側に移動させるフローティングを
行う撮影レンズ系において、第1群が満足すべき条件で
ある。条件式(1)の下限値を越えると、全系の球面収
差が補正不足となり望ましくない。逆に、条件式(1)
の上限値を越えると、全系の球面収差が補正過剰となり
望ましくない。
【0057】 −0.3<φb/φ<5.0・・・・・(2) ただし、 φb:第2群の屈折力、 である。
【0058】条件式(2)は、第1群が前記条件式
(1)を満足する条件下で、第2群が満足すべき条件で
ある。条件式(2)の下限値を越えると、全系の球面収
差が補正過剰となるとともにコマ収差が補正不足となり
望ましくない。逆に、条件式(2)の上限値を越える
と、球面収差が補正不足となるとともにコマ収差が補正
過剰となり望ましくない。
【0059】 1.01<If/Ib<3.00・・・・・(3) ただし、 If:第1群の無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状
態へのフォーカシングの際の移動量、 Ib:第2群の無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状
態へのフォーカシングの際の移動量、 である。
【0060】条件式(3)は、前記条件式(1)及び
(2)を満足する条件下で、全系の外方性コマ収差を補
正するために満足すべき条件である。条件式(3)の下
限値を越えると、全系において、外方性コマ収差が補正
不足となり望ましくない。逆に、条件式(3)の上限値
を越えると、外方性コマ収差の補正効果が強くなりす
ぎ、他の収差補正に対するバランスが崩れて、他の収差
を悪化させ望ましくない。また、条件式(3)の上限値
を越えると、レンズ全長が大きくなりすぎるとともに、
周辺光量を確保するためにレンズ外径を大きくしなけれ
ばならず望ましくない。
【0061】 0.5<φ1/φ<1.5・・・・・(4) ただし、 φ1:第1群の屈折力、 である。
【0062】条件式(4)は、物体側から順に、第1群
と、第2群と、第3群と、からなり、前記第1群あるい
は前記第2群のいずれか一方に、絞りと該絞り近傍に配
置されたアポダイゼイションフィルターとを備えた撮影
レンズ系であって、無限遠合焦状態から近接撮影距離合
焦状態へのフォーカシングに際して、前記第1群と前記
第2群との間隔及び前記第2群と前記第3群との間隔
を、それぞれ変化させながら全系を物体側に移動させる
フローティングを行う撮影レンズ系において、第1群が
満足すべき条件である。条件式(4)の下限値を越える
と、全系の球面収差が補正過剰となるとともにレンズ系
の全長が長くなるので望ましくない。逆に、条件式
(4)の上限値を越えると、全系の球面収差が補正不足
となり望ましくない。
【0063】 −2.0<φ2/φ<1.5・・・・・(5) ただし、 φ2:第2群の屈折力、 である。
【0064】条件式(5)は、第1群が前記条件式
(4)を満足する条件下で、第2群が満足すべき条件で
ある。条件式(5)の下限値を越えると、コマ収差が補
正不足となり望ましくない。逆に、条件式(5)の上限
値を越えると、全系のコマ収差が補正過剰となるととも
に、フローティング量が大きくなり全系が大型化してし
まうため望ましくない。
【0065】 −0.5<φ3/φ<3.0・・・・・(6) ただし、 φ3:第3群の屈折力、 である。
【0066】条件式(6)は、前記条件式(4)及び
(5)を満足する条件下で、全系の球面収差とコマ収差
とを補正するために満足すべき条件である。条件式
(6)の下限値を越えると、球面収差が補正過剰となる
とともにコマ収差が補正不足となり望ましくない。逆
に、条件式(6)の上限値を越えると、全系の球面収差
が補正不足となるとともにコマ収差が補正過剰となり望
ましくない。また、条件式(6)の上限値を越えるとフ
ローティング量も増大して、全系が大型化してしまう。
【0067】 1.01<I1/I3<2.50・・・・・(7) 1.01<I2/I3<2.50・・・・・(8) ただし、 I1:第1群の無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状
態へのフォーカシングの際の移動量、 I2:第2群の無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状
態へのフォーカシングの際の移動量、 I3:第3群の無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状
態へのフォーカシングの際の移動量、 である。
【0068】条件式(7)及び(8)は、前記条件式
(4),(5)及び(6)を満足する条件下で、全系の
外方性コマ収差を補正するために満足すべき条件であ
る。条件式(7)及び(8)の下限値を越えると、全系
において、外方性コマ収差が補正不足となり望ましくな
い。逆に、条件式(7)及び(8)の上限値を越える
と、外方性コマ収差の補正効果が強くなりすぎ、他の収
差補正に対するバランスが崩れて、他の収差を悪化させ
望ましくない。また、条件式(7)及び(8)の上限値
を越えると、レンズ全長が大きくなりすぎ望ましくな
い。
【0069】 0.5<(ra−rb)/(ra+rb)<15.0・・・・・(9) ただし、 ra:アポダイゼイションフィルターより像側が、両凹レ
ンズ、正レンズ、正レンズから構成されるときの両凹レ
ンズの物体側面の曲率半径、 rb:アポダイゼイションフィルターより像側が、両凹レ
ンズ、正レンズ、正レンズから構成されるときの両凹レ
ンズの像側面の曲率半径、 である。
【0070】条件式(9)は、アポダイゼイションフィ
ルターを有する撮影レンズ系において、アポダイゼイシ
ョンフィルターより像側が、両凹レンズ、正レンズ、正
レンズから構成されるときの両凹レンズのshape factor
である。条件式(9)の下限値を越えると、全系の球面
収差及び像面湾曲が補正過剰となり、その補正が困難と
なる。逆に、上限値を越えると強い下方性コマ収差が発
生し、補正困難となる。
【0071】ところで、アポダイゼイションの効果を軸
外光束にまで及ぼすためには、全系の軸外光束のケラレ
を極力少なくすることが必要である。軸外光束のケラレ
を発生させないようにするためは、アポダイゼイション
フィルターは、絞り近傍に配置することが望ましい。ア
ポダイゼイションフィルターを絞りから離して配置した
場合、画角の大きい軸外光束はアポダイゼイションフィ
ルターにより一部がケラレて像面に到達してしまう。ア
ポダイゼイションフィルターにより一部がケラレた光束
の焦点はずれ像は、ケラレていない側はアポダイゼイシ
ョンの効果により良好であるが、ケラレた側は従来と同
様に振る舞う。この結果、非対称な焦点はずれ像が形成
されることになり非常に不自然となる。
【0072】また、アポダイゼイションフィルターを有
する撮影レンズ系においては、像高y',最大像高Ymax
としたときに、y'=0.5Ymaxにおいて、像面照度8
0%以上を満足することが必要である。y'=0.5Yma
xにおいて、像面照度が80%を下回ると、軸外光束対
する有効なアポダイゼイションの効果が得られないだけ
でなく、不自然な焦点はずれ像が発生することになり望
ましくない。
【0073】
【実施例】以下、本発明にかかる撮影レンズ系を、コン
ストラクションデータ,収差図等を挙げて、更に具体的
に示す。なお、以下に挙げる実施例1〜5は、前述した
第1〜第5の実施形態にそれぞれ対応しており、第1〜
第5の実施形態を表すレンズ配置図は、対応する実施例
1〜5のレンズ構成をぞれぞれ示している。
【0074】各実施例において、ri(i=1,2,3...)は物体
側から数えてi番目の面の曲率半径、di(i=1,2,3...)は
物体側から数えてi番目の軸上面間隔を示し、Ni(i=1,2,
3...),νi(i=1,2,3...)は物体側から数えてi番目のレ
ンズまたはフィルターのd線に対する屈折率,アッベ数
を示す。
【0075】
【表2】
【0076】
【表3】
【0077】
【表4】
【0078】
【表5】
【0079】
【表6】
【0080】また、以下の表に各実施例における、無限
遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へのフォーカシン
グの際の、各レンズ群間の軸上面間隔の変化と物体側へ
の移動量をフローティングデータとして示す。なお、最
近接倍率βは、実施例1,2ではβ=1/4、実施例3
〜5ではβ=1/2である。
【0081】
【表7】
【0082】さらに、以下の表に各実施例のレンズ群の
屈折力を示す。
【0083】
【表8】
【0084】図13〜図17は、それぞれ前記実施例1
〜5に対応する収差図である。各図中、上図は無限遠合
焦状態、下図は近接撮影距離合焦状態での収差を示し、
各収差図は、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲に
対応する。球面収差図において、実線dはd線に対する
球面収差、点線SCは正弦条件をそれぞれ表す。また、
非点収差図において、点線DMと実線DSはメリディオ
ナル面とサジタル面での非点収差をそれぞれ表してい
る。
【0085】また、実施例1,2,5は条件式(1)〜
(3)、実施例3,4は条件式(4)〜(8)をそれぞ
れ満足する。さらに、実施例1と3は、条件式(9)も
満足している。以下の表にそれぞれの条件式の値を示
す。
【0086】
【表9】
【0087】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる撮
影レンズ系によれば、無限遠合焦状態から近接撮影距離
合焦状態の広い範囲にわたって、焦点はずれ像が改良さ
れた実用的な撮影レンズ系を実現することができる。
【0088】したがって、例えば本発明にかかる撮影レ
ンズ系をカメラの撮影レンズとして適用した場合、焦点
はずれ像が美しい写真画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の撮影レンズ系の無限遠合焦状態のレ
ンズ配置図
【図2】実施例2の撮影レンズ系の無限遠合焦状態のレ
ンズ配置図
【図3】実施例3の撮影レンズ系の無限遠合焦状態のレ
ンズ配置図
【図4】実施例4の撮影レンズ系の無限遠合焦状態のレ
ンズ配置図
【図5】実施例5の撮影レンズ系の無限遠合焦状態のレ
ンズ配置図
【図6】焦点はずれ像の改良を説明する模式図
【図7】通常の光学系の透過率分布を表すグラフ
【図8】アポダイゼイション光学系の透過率分布を表す
グラフ
【図9】通常の光学系とアポダイゼイション光学系との
レスポンス関数のグラフ
【図10】アポダイゼイションフィルターの構成を説明
する断面図
【図11】アポダイゼイションフィルターの一例を示す
断面図
【図12】アポダイゼイションフィルターの透過率を一
例を示すグラフ
【図13】実施例1の撮影レンズ系の収差図
【図14】実施例2の撮影レンズ系の収差図
【図15】実施例3の撮影レンズ系の収差図
【図16】実施例4の撮影レンズ系の収差図
【図17】実施例5の撮影レンズ系の収差図
【符号の説明】
Gr1:第1群 Gr2:第2群 Gr3:第3群 A:絞り F:アポダイゼイションフィルター

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群
    のいずれかに配置された絞りと、前記絞り近傍に配置さ
    れたアポダイゼイションフィルターと、を有する撮影レ
    ンズ系であって、 無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へのフォーカ
    シングに際して、少なくとも1つのレンズ群間隔を変化
    させながら全系を物体側に移動させることを特徴とする
    撮影レンズ系。
  2. 【請求項2】 物体側から順に、第1群と、第2群と、
    からなり、前記第1群に、絞りと該絞り近傍に配置され
    たアポダイゼイションフィルターとを備えた撮影レンズ
    系であって、 無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へのフォーカ
    シングに際して、前記第1群と前記第2群との間隔を広
    げながら、全系を物体側に移動させることを特徴とする
    撮影レンズ系。
  3. 【請求項3】 物体側から順に、第1群と、第2群と、
    第3群と、からなり、前記第1群あるいは前記第2群の
    いずれか一方に、絞りと該絞り近傍に配置されたアポダ
    イゼイションフィルターとを備えた撮影レンズ系であっ
    て、 無限遠合焦状態から近接撮影距離合焦状態へのフォーカ
    シングに際して、前記第1群と前記第2群との間隔を狭
    め、前記第2群と前記第3群との間隔を広げながら、全
    系を物体側に移動させることを特徴とする撮影レンズ
    系。
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